PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

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1 PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

2 Fontes de Energia As fontes de energia podem ser dividas em renováveis e não renováveis. As fontes de energia renováveis são todas as fontes de energia que podem ser utilizadas sem que haja a preocupação com sua regeneração, ou seja, que não se esgotam. Exemplo: energia solar, energia dos ventos,... As fontes de energia não renováveis são aquelas fontes de energia que não são capazes de se regenerar, como por exemplo o petróleo, gás natural, o carvão mineral e o urânio.

3 Exemplos de fontes renováveis de energia Energia dos ventos - energia cinética - Energia do Sol -Energia solar- Energia das marés Interior da terra. - Energia geotérmica - Energia das ondas Energia das águas energia potencial -

4 Fontes de energia não renováveis petróleo Gás natural Minério radioativo Carvão mineral

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6 Conceitos Conceitos importantes sobre a eletricidade: Campo elétrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas. Potencial elétrico: Capacidade de um campo eléctrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de Unidades), é medido em Volt (V). Corrente elétrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No SI, é medido em Ampére (A). Potência elétrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo. Carga elétrica: Grandeza proveniente dos níveis sub-atômicos.

7 Chama-se corrente elétrica o fluxo ordenado de elétrons em uma determinada seção. A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo. Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de elétrons muda de direção continuamente. O fluxo de cargas elétricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características elétricas nos materiais se denominam dispositivos eletrônicos.

8 Geração e distribuição de Energia Elétrica 8

9 Sistema Elétrico Brasileiro (foto satélite do território nacional)

10 Geração A geração de eletricidade é o primeiro processo na entrega da eletricidade aos consumidores. Outros três processos são transmissão de energia elétrica, distribuição da eletricidade e a comercialização (venda). -Hidroelétricas -Energia solar: geração fotovoltaica e geração heliotérmica -Energia eólica -Termelétricas: combustíveis fosseis, biomassa, nuclear

11 Capacidade instalada (2011)

12 Sistema Elétrico Brasileiro (Bacias Hidrogáficas)

13 Estudo e concepção Estudo e dimensionamento elétrico residencial de baixa tensão se fundamenta em: NBR 5410/04 Instalações elétricas de baixa tensão Normas da concessionária (CELPE para Pernambuco) NBR5444 Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais Conceito, boa prática e outras normas afins

14 Conceitos básicos Corrente elétrica Movimento de cargas a partir de uma força elétrica gerada por uma diferença de potencial - Unidade Ampère (A)

15 Conceitos básicos Tensão elétrica Diferença de potencial entre dois pontos. Trabalho realizado para fazer as cargas se movimentarem. Representação V ou U Unidade no S.I: Volt (V) Definição U = r x i

16 Fontes de tensão

17 Conceitos básicos Tensão elétrica x Corrente elétrica

18 Conceitos básicos Resistência elétrica Propriedade do material de se opor à passagem de corrente elétrica. Representação R ou r Unidade no S.I Ohms (Ω) Regida pela lei de Ohm

19 Conceitos básicos Lei de Ohm: Resistência elétrica ρ é a resistividade elétrica do condutor; R é a resistência elétrica do material; L é o comprimento do condutor; A é a área da seção do condutor.

20 Conceitos básicos Resistência elétrica Série: Paralelo: OU Corrente é constante em todos os resistores e a DDP é a soma das DDP s de cada resistor DDP é constante em todos os resistores e a resistência é a soma das resistências de cada resistor

21 Conceitos básicos Potência elétrica Capacidade de uma fonte de tensão elétrica realizar um trabalho por unidade de tempo Esse trabalho é utilizado para gerar outras fontes de energia, como a luminosa, por exemplo:

22 Conceitos básicos Potência ativa

23 Conceitos básicos Potência ativa

24 P = U x I Potência Elétrica (P) Watts (W) Tensão Elétrica (U) Volt (V) Corrente Elétrica (I) Ampère (A)

25 Aplicação Circuito elétrico Definições: U = R x i, onde U=E, logo E = (R+r) x i, então: r R i - Força eletromotriz - Resistência interna - Resistência externa - Corrente elétrica

26 REVISÃO

27 CONDUTORES E ELETRODUTOS

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29 FATOR DE POTÊNCIA

30 LEVANTAMENTO DA PREVISÃO DE CARGAS PREVISTAS

31 PLANTA BAIXA DE UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR

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33 ATRIBUINDO POTÊNCIA MÍNIMA

34 CALCULANDO AS CARGAS DE PREVISÃO AS DEPENDÊNCIAS

35 POTÊNCIA APARENTE E POTÊNCIA ATIVA DE ILUMINAÇÃO

36 SIMBOLOGIA PARA ILUMINAÇÃO

37 SIMBOLOGIA PARA ILUMINAÇÃO

38 SIMBOLOGIA PARA ILUMINAÇÃO

39 DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA

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43 TRANSFORMADOR ABAIXADOR

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45 DISTRIBUIDOR SECUNDÁRIO

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47 Tipos de materiais 1. Fios e cabos A fiação é, geralmente, em cobre. São envoltos em PVC - ou outro material isolante - que suporte temperaturas de até 70ºC. O dimensionamento da bitola considera a capacidade de condução de corrente de acordo com a tensão da rede e a quantidade e o tipo de equipamentos instalados

48 1. Fios e cabos Tipos de materiais

49 Tipos de materiais 2. Cores Condutor Neutro: Para o neutro, deve ser usado condutor com isolação na cor azul clara (NBR 5410:2004 item ). Nota: A veia com isolação azul-clara de um cabo multipolar pode ser usada para outras funções, que não a de condutor neutro, se o circuito não possuir condutor neutro ou se o cabo possuir um condutor periférico utilizado como neutro.

50 2. Cores Condutor Neutro: Tipos de materiais

51 Tipos de materiais 2. Cores Condutor de Proteção: (Terra) Para o condutor de proteção (PE), popularmente conhecido como fio terra, deve ser usado condutor com isolação na dupla coloração verde-amarelo ou apenas na cor verde (NBR 5410:2004 item ).

52 Tipos de materiais 2. Cores Condutor de Proteção: (Terra) Brasileirinho

53 Tipos de materiais 2. Cores Condutor PEN: Se o condutor tiver as duas funções: neutro e proteção, é chamado de condutor PEN e deverá ter isolação na cor azulclaro, com anilhas verde-amarelo nos pontos visíveis ou acessíveis (NBR 5410:2004 item ). Obs.: O condutor PEN só é permitido em alguns casos especiais estabelecidos pela NBR 5410:2004, conforme item e o item

54 Tipos de materiais 2. Cores Condutor Fase: Para os condutores fase, usar as demais cores com exceção daquelas já utilizadas nos condutores: neutro, proteção e PEN. NOTA: Por razões de segurança, não deve ser usada a cor de isolação exclusivamente amarela onde existir o risco de confusão com a dupla coloração verde-amarela, cores exclusivas do condutor de proteção.

55 2. Cores Condutor Fase: Tipos de materiais

56 Tipos de materiais 3. Espelho Espelho da caixa de luz é a parte aparente, onde ficam tomadas e interruptores

57 Tipos de materiais 4. Caixas de passagem Também chamadas de caixas de derivação, são embutidas nas paredes ou lajes. Acomodam tomadas, interruptores ou pontos de luz. São interligadas pelos eletrodutos

58 Tipos de materiais 4. Caixas de passagem

59 Tipos de materiais 5. Emendas As derivações só podem ser feitas no interior das caixas de passagem e nunca ao longo dos conduítes

60 Tipos de materiais 5. Emendas Como efetuar uma boa emenda. Retirar a isolação do condutor. Retirar a camada de óxido que recobre o condutor. Executar a emenda. Soldar a emenda, se necessário. Isolar a emenda, se necessário.

61 Tipos de materiais 5. Emendas Conseqüências de uma emenda mal feita Contato elétrico ruim. Aumento da resistência elétrica do condutor. Aquecimento excessivo. Perda de potência. Queda de tensão. Curto circuito. Incêndio

62 Tipos de materiais 5. Emendas Emenda Derivação

63 Tipos de materiais 6. Eletrodutos Os eletrodutos são tubos para passagem e proteção dos condutores. Podem ser aparentes, fixados por abraçadeiras, ou embutidos em paredes e lajes. Os cabos não podem ocupar mais do que 60% de sua seção para não restringir a ventilação ou provocar esforços no isolamento dos condutores

64 6. Eletrodutos Tipos de materiais

65 Tipos de materiais 7. Circuitos dedicados É recomendável que equipamentos elétricos como fornos de microondas, geladeiras e máquinas de lavar contem com circuito dedicado

66 Tipos de materiais 8. Resistências Circuitos que alimentam torneiras elétricas, chuveiros ou outros tipos de resistência não podem ter emendas ou derivações 9. Tensão Em regiões onde a alimentação da rede pública é feita em 127 V, tomadas com tensão de 220 V contam com dois condutores fase e um terra

67 Tipos de materiais 10. Disjuntor A função do disjuntor é proteger o sistema elétrico, desarmando quando a corrente exigida pelos aparelhos é superior à suportada pela fiação

68 Tipos de materiais 11. Tomadas Use apenas tomadas no novo padrão brasileiro, com três pinos

69 Tipos de materiais 12. Quadro de distribuição Aloja dispositivos de proteção, chamados de circuitos terminais, cuja função é alimentar os pontos de consumo. Deve ficar em local de fácil acesso, preferencialmente junto à porta de entrada, para permitir acesso rápido caso seja necessário desligar a energia elétrica

70 Tipos de materiais 13. Quadro de medição O quadro de medição abriga o aparelho que mede o consumo e também o sistema de aterramento. Dele, sai o conjunto de condutores - até três fases, além de um neutro e um terra -, que segue até o quadro de distribuição

71 Tipos de materiais 14. Aterramento Aterrar significa colocar o circuito elétrico em contato com o solo para, no caso de surtos, a corrente se dispersar.

72 Tipos de materiais 15. Sobrecarga Não utilize réguas ou "Tes" para ligar mais de um equipamento por tomada.

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79 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES Chama-se de dimensionamento técnico de um circuito à aplicação dos diversos itens da NBR 5410 relativos à escolha da seção de um condutor e do seu respectivo dispositivo de proteção. Os principais critérios da norma são: - Seção mínima; - Capacidade de condução de corrente; - Queda de tensão; - Sobrecarga.

80 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES Para considerarmos um circuito completa e corretamente dimensionado, é necessário aplicar os seis critérios acima, cada um resultando em uma seção e considerar como seção final a maior dentre todas as obtidas.

81 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO 7.1. Seção mínima Conforme NBR 5410/97, item Condutor Fase: DOS CONDUTORES As seções dos condutores fase não devem ser inferiores aos valores dados na Tabela 1.

82 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES

83 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES Condutor Neutro: Conforme da NBR 5410/97, o condutor neutro deve possuir, no mínimo, a mesma seção que os condutores fase nos seguintes casos: - em circuitos monofásicos e bifásicos; - em circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for igual ou inferior a 25 mm²; - em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicas.

84 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES

85 Proteção das instalações residenciais Padrão de Entrada

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89 Proteção das instalações residenciais A NBR 5410/97 recomenda o uso de CONDUTORES DE PROTEÇÃO (designados por PE), que, preferencialmente, deverão ser condutores isolados, cabos unipolares ou veias de cabos multipolares. A Tabela 3, indica a seção mínima do condutor de proteção em função da seção dos condutores fase do circuito. Em alguns casos, admite-se o uso de um condutor com a função dupla de neutro e condutor de proteção. É o condutor PEN (PE + N), cuja seção mínima é de 10 mm², se for condutor isolado ou cabo unipolar, ou de 4 mm², se for uma veia de um cabo multipolar.

90 Proteção das instalações residenciais

91 Proteção das instalações residenciais Cores dos Condutores Neutro e de Proteção: A NBR 5410/97 prevê no item que os condutores de um circuito devem ser identificados, porém deixa em aberto o modo como fazer esta identificação. No caso de o usuário desejar fazer a identificação por cores, então devem ser adotadas aquelas prescritas na norma, a saber: Neutro (N) = azul-claro; Condutor de proteção (PE) = verde-amarela ou verde; Condutor PEN = azul-claro com indicação verde-amarela nos pontos visíveis.

92 Proteção das instalações residenciais 7.4. Sobrecarga (conforme NBR 5410/97, item 5.3.3) A sobrecarga não é exatamente um critério de dimensionamento dos condutores, entretanto, intervêm na determinação da sua seção. A NBR 5410 prescreve que devem ser previstos dispositivos de proteção para interromper toda corrente de sobrecarga nos condutores dos circuitos antes que esta possa provocar um aquecimento prejudicial à isolação, às ligações, aos terminais ou às vizinhanças das linhas.

93 Proteção das instalações residenciais A característica de funcionamento de um dispositivo protegendo um circuito contra sobrecargas deve satisfazer às duas seguintes condições: Ib In Iz I 2 1,45 I z onde: I b = corrente de projeto do circuito; I z = capacidade de condução de corrente dos condutores; I n = corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste para disposi-tivos ajustáveis); I²= corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis.

94 Proteção das instalações residenciais DISJUNTORES DE BAIXA TENSÃO São dispositivos de manobra e de proteção. Possuem quatro funções básicas: Promovem a proteção elétrica de um circuito; Podem promover a proteção contra choques elétricos (por contatos indiretos) em instalações que utilizem esquema de aterramento TN ou IT; Permitem comandar voluntariamente circuitos sob carga; Contra sobrecorrentes elevadas (através de disparadores eletromagnéticos).

95 Proteção das instalações residenciais Os mais comuns operam com disparadores térmicos e eletromagnéticos, atuando respectivamente nas pequenas e elevadas sobrecorrentes. São chamados de disjuntores termomagnéticos. Também conhecidos como disjuntores em caixa moldada. Montados em uma caixa de material isolante, de construção compacta, podem ser mono, bi ou tripolares, geralmente com acionamento manual. Os usuais são do tipo caixa moldada e possuem disparadores térmicos (para sobrecorrente) e eletromagnéticos (para correntes de curto-circuito).

96 Proteção das instalações Disjuntor em caixa moldada residenciais

97 Proteção das instalações residenciais Obs.: São consideradas pela NBR 5361 as seguintes condições normais de serviço para os disjuntores de baixa tensão: Altitude não superior a m; Temperatura ambiente máxima de 40 o C, com valor médio, num período de 24 h, não excedendo a 35 o C e temperatura mínima de 5 o C; Umidade relativa não superior a 50% a um temperatura máxima de 40 o C.

98 Proteção das instalações residenciais Dimensionamento: Para circuitos terminais na faixa de correntes nominais que vai de 5 a 100 A, escolher um dispositivo com corrente nominal que não seja superior a capacidade de condução de corrente do condutor. Nessa regra corre-se o risco de não proteger o condutor para pequenas correntes de sobrecarga, inferiores a 45% da capacidade de condução de corrente do condutor. É aconselhável (embora não prescrito na NBR 5410/97) escolher disjuntores com corrente nominal inferior de 20% a 30% da capacidade de condução do condutor, quando forem previstas pequenas correntes de sobrecarga.

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113 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410

114 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410

115 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410

116 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410

117 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410

118 Divisão dos circuitos Critérios segundo NBR 5410